初學 Canvas

HTML5 的標準已經出來很久了，但是似乎其中的 Canvas 現在並沒有在太多的地方用到。一個很重要的原因是，Canvas 的標準還沒有完全確定，不適合大規模用於生產環境。但是，Canvas 的優點也是很明顯的，例如在繪製含有大量元素的圖表的時候，SVG 往往因為性能問題而無法勝任，例如我見過的一次技術分享會的抽獎環節，雖然效果比較炫，但因為每個頭像都是DOM，利用CSS3 控制的動畫，導致了效能非常低。此外，隨著硬體效能的提高，視訊截圖、影像處理等功能也逐漸可以在網頁上實現了，大多數網站用的是Flash，但是Flash 在Mac 電腦上效能不高，還需要學習一些額外的知識。 Canvas 則是直接使用 JavaScript 來進行繪圖，對 Mac 友好，所以不失為 Flash 的一個繼承者。

使用 Canvas

說了這麼多，Canvas 究竟是個啥？

英文中 Canvas 的意思是“畫布”，不過這裡說的 Canvas 是 HTML5 中新出的一個元素，開發者可以在上面繪製一系列圖形。 Canvas 在 HTML 檔案中的寫法很簡單：

<canvas id="canvas" width="宽度" height="高度"></canvas>

其中 id 屬性是所有 HTML 元素都可以用的，Canvas 自帶的屬性只有後面兩個（分別控制寬度、高度），沒有其它的了。至於相容性，CanIUse 上面寫了，基礎的功能目前用戶使用的 90% 的瀏覽器都支持，所以大部分情況下還是可以放心使用的。

注意，一定要用 Canvas 隨附的 width 和 height 屬性，請勿使用 CSS 來控制，因為 CSS 控制會造成 Canvas 變形。可以試著與 PhptpShop 對比一下，後者是改變“圖像大小”，前者才是正確的改變“畫布大小”。例如下圖是三張圖片的橫向拼接：最左邊的黑框中是大小為50px * 50px 的原圖；中間是改變了圖像大小為100px * 100px 的效果，圖像變得模糊，但是對於圖像本身來說座標範圍並沒有變大；最右邊才是正確的100px * 100px 的Canvas。

Canvas 絕大部分的繪圖方法都與  標籤無關，需要使用 JavaScript 來操作，這就是所謂的 Canvas API。

我們首先取得到這個元素：

var canvas = document.getElementById('canvas');

然後透過一個方法來取得可以呼叫一切 Canvas API 的入口：

var ctx = canvas.getContext('2d');

看到 2d 是不是很激動地聯想到有沒有 3d 呢？沒有 3d 的寫法，不過如果想要開啟 3D 世界的大門，則可以寫 canvas.getContext('webgl')。然而 WebGL 是基於 OpenGL ES 2.0 的一套標準，與本文是徹底的兩條路，因此這裡就不討論了。

Canvas 中的基本概念

坐標

與數學上常見的笛卡爾坐標係不太相同，Canvas 的坐標係是計算機中常見的坐標系，它長這樣：

畫布的最左上角是(0,0)，往右x 增大，往下y 增大，而且x 和y 都是整數（就算在計算過程中不是整數，在繪製的時候也會當作整數處理），單位是像素。

繪圖

帶大家懷舊一下。我不知道有多少同學小時候玩過 logo 語言，在裡面你可以控制一隻小海龜在一塊板子上行走、畫畫、提筆、落筆。 Canvas 中也是一樣，你需要控制一隻畫筆的移動和繪製。然而 Canvas 比較高級一些，你可以直接利用一些函數來畫圖，不用去控制那隻畫筆的位置。

Canvas 中的基本圖形

通过上文定义的 ctx 变量可以干许多有意思的事情，我们先看看如何绘制一些基本图形。

线条

我们指定画笔移动到某一点，然后告诉画笔需要从当前这一点画到另一点。我们可以让画笔多次移动、绘制，最后统一输出到屏幕上。例子如下：

ctx.moveTo(10, 10);
ctx.lineTo(150, 50);
ctx.lineTo(10, 50);
ctx.moveTo(10, 20);
ctx.lineTo(40, 70);
ctx.stroke();

上面的代码中，lineTo 是产生线条用的函数，执行完之后画笔就移到了线条的终点。需要注意的是，线条此时并没有显示在屏幕上，必须调用 stroke 才会显示。这样设计是有道理的，因为向屏幕上输出内容需要耗费大量的资源，我们完全可以先攒够一波 lineTo，最后用 stroke 放一个大的。

路径

绘制路径非常简单，只需要先告诉 ctx 一声“我要开始画路径了”，然后通过各种方法（例如 lineTo）绘制路径。如果需要画一个封闭路径，那就最后告诉 ctx一声：“我画完了，你把它封闭起来吧。”当然，不要忘记利用 stroke 输出到屏幕上。

一个简单的例子：

ctx.beginPath();
ctx.moveTo(10, 10);
ctx.lineTo(150, 50);
ctx.lineTo(10, 50);
ctx.closePath();
ctx.stroke();

如果我不想只描绘路径线条，而是想填充整个路径呢？可以将最后一行的 stroke 改成 fill，这样就跟使用了画图中的油漆桶一样，封闭路径里面的内容就都被填充上颜色了：

ctx.fill();

弧 / 圆形

绘制弧的函数参数比较多：

ctx.arc(圆心 x 坐标, 圆心 y 坐标, 半径, 起始角度, 终止角度, 是否为逆时针);

注意，在 Canvas 的坐标系中，角的一边是以圆心为中心的水平向右的直线。角度单位均为弧度。例如下图，确定了圆心、起始角度（图中标明的锐角）和终止角度（图中标明的钝角），方向为逆时针，于是就有了这么一个弧。如果方向为顺时针，那么就会是一个跟它互补的、非常非常大的弧……

所以如果转了 2π 圈之后，弧就成了圆形，因此也可以使用绘制弧的方式来绘制圆形：

ctx.beginPath();
ctx.arc(圆心 x 坐标, 圆心 y 坐标, 半径, 0, Math.PI * 2, true);
ctx.closePath();

最后一个参数随便填（当然也可以不填），因为不管是顺时针还是逆时针，转了 2π 圈之后都是一个圆。